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聚異氰脲酸酯硬質(zhì)泡沫及其生產(chǎn)的方法

文檔序號:4973755閱讀:421來源:國知局

專利名稱::聚異氰脲酸酯硬質(zhì)泡沫及其生產(chǎn)的方法聚異氰脲酸酯硬質(zhì)泡沫及其生產(chǎn)的方法本發(fā)明涉及一種催化劑體系,其包含i)至少一種具有如下結(jié)構(gòu)的化合物其中Ri為CH3、CH2-CH2-N(CH3)2或CH2畫CH20H,和R2為H、CH2-CH20H或CH2CH2N(CH3)2,以及ii)至少一種三聚催化劑。此外,本發(fā)明涉及該催化劑體系在生產(chǎn)借助甲酸發(fā)泡的聚異氰脲酸酯石更質(zhì)泡沫中的用途和一種生產(chǎn)借助甲酸發(fā)泡且包含該催化劑體系的聚異氰脲酸酯硬質(zhì)泡沫的方法。本發(fā)明的其它實施方案示于權(quán)利要求、說明書和實施例中。不言而喻的是上述特征和還將在下文主題中說明的特征在每種情況下不僅可以所示組合使用,且還可以不超出本發(fā)明范圍的其它組合使用。聚異氰脲酸酯泡沫,尤其是聚異氰脲酸酯硬質(zhì)泡沫長期以來是已知的并且在文獻中廣泛描述。它們通常通過使多異氰酸酯與具有對異氰酸酯基團呈反應(yīng)性的氫原子的化合物,通常是聚醚醇、聚酯醇或這兩者反應(yīng)而生產(chǎn),其中異氰酸酯指數(shù)為180或更高。這導(dǎo)致不僅形成了通過使異氰酸酯與具有反應(yīng)性氬原子的化合物反應(yīng)而形成的脲烷結(jié)構(gòu),而且由于異氰酸酯基團相互間的反應(yīng)還形成了通過使異氰酸酯基團與其它基團如聚氨酯基團反應(yīng)而形成的異氰脲酸酯結(jié)構(gòu)或其它結(jié)構(gòu)。通常而言,將發(fā)泡劑和膠凝催化劑,通常是胺和三聚催化劑用作生產(chǎn)聚異氰脲酸酯硬質(zhì)泡沫的催化劑。在現(xiàn)有技術(shù)中還發(fā)現(xiàn)包含各種催化劑的混合物的催化劑體系。這些聚異氰脲酸酯硬質(zhì)泡沫通常使用物理和化學(xué)發(fā)泡劑生產(chǎn)。對本發(fā)明而言,化學(xué)發(fā)泡劑為通過與異氰酸酯反應(yīng)形成氣態(tài)產(chǎn)物的化合物。物理發(fā)泡劑為在用于聚氨酯生產(chǎn)的原料中溶解或乳化且在聚氨酯形成條件下蒸發(fā)的化合物??尚械幕瘜W(xué)發(fā)泡劑尤其為水以及羧酸。所用物理發(fā)泡劑例如為含氯氟烴、含氫氟烴、烴和液體C02。JP2002338651描述了將水用作化學(xué)發(fā)泡劑和尤其包含具有3-20個碳原子的羧酸的鹽和季銨鹽的催化劑體系用于生產(chǎn)聚氨酯泡沫。在此給出的實施例中,將五甲基二亞乙基三胺(PMDETA)和二甲基環(huán)己胺(DMCHA)用作額外的催化劑。羧酸、主要是曱酸在制備聚氨酯泡沫中作為化學(xué)發(fā)泡劑的用途同樣是長期已知的。US5,143,945描述了^f吏用三聚催化劑和發(fā)泡劑水和曱酸生產(chǎn)聚異氰脲酸酯泡沫。美國專利5214076描述了在可包含甲酸的發(fā)泡劑和發(fā)泡催化劑如五甲基二亞乙基三胺存在下由芳族聚酯醇和芳族胺聚醚醇生產(chǎn)開孔碳化二亞胺-異氰脲酸酯泡沫。另一方面,美國專利5478494和5770635描述了4吏用作為發(fā)泡劑的甲酸和延遲發(fā)泡劑如二(2-(N,N-二曱基氨基)乙基)醚(其例如被乙酸封端)以及包含脂環(huán)族或脂族叔胺的延遲膠凝催化劑生產(chǎn)聚異氰脲酸酯硬質(zhì)泡沫的特定多元醇組合物,其中所述聚異氰脲酸酯硬質(zhì)泡沫用于分批生產(chǎn)夾心元件。催化劑的作用通過用羧酸封端而延遲。EP1435366描述了酚醛聚醚醇在以分批和連續(xù)方法生產(chǎn)借助曱^L泡的聚異氰脲酸酯和聚氨酯改性的聚異氰脲酸酯硬質(zhì)泡沫中的用途。這里,可使用一種或多種催化劑,例如胺催化劑如五甲基二亞乙基三胺和錫催化劑如羧酸的錫鹽。異氰脲酸酯-更質(zhì)泡沫優(yōu)選通過連續(xù)方法如通過雙帶方法而生產(chǎn)。將水用作生產(chǎn)聚異氰脲酸酯硬質(zhì)泡沫的化學(xué)發(fā)泡劑受到限制,因為顯著量的異氰酸酯在與異氰酸酯反應(yīng)產(chǎn)生發(fā)泡氣體中消耗。如要實現(xiàn)異氰脲酸酯硬質(zhì)泡沫的好的燃燒性能特征,則>300的異氰酸酯指數(shù)是必需的。此外,希望在100:110-100:230的多元醇:異氰酸酯的常規(guī)混合比下操作,因為現(xiàn)有的機器技術(shù)和要確保異氰酸酯和多元醇組分的最佳混合。甚至在多元醇:異氰酸酯的混合比-100:230時,也不再可能在基于多元醇組分超過l重量份或更多的水下實現(xiàn)所需的>300的異氰酸酯指數(shù)。為此,通常僅將小比例水以及物理發(fā)泡劑,通常是烴如戊烷在現(xiàn)有技術(shù)中大量使用以獲得所需量的發(fā)泡氣體。這又對聚異氰脲酸酯硬質(zhì)泡沫的阻燃性能具有負面效應(yīng)。從環(huán)境角度來看且因為通常很高的價格,使用含氯氟烴和含氫氟烴通常不是好的替代物。在由現(xiàn)有^L術(shù)已知的方法中,作為發(fā)泡劑的甲酸具有用甲酸發(fā)泡的聚異氰脲酸酯硬質(zhì)泡沫固化慢的缺點。在分批方法中,這導(dǎo)致模塑時間很長且因此導(dǎo)致經(jīng)濟性差,在連續(xù)方法中其導(dǎo)致帶速很慢,從工程學(xué)的角度來看難以控制。聚異氰脲酸酯硬質(zhì)泡沫尤其用于絕熱,例如制冷設(shè)備、容器或建筑物,在后者中主要用作絕熱板或用于金屬-異氰脲酸酯-金屬夾心元件中。就建筑產(chǎn)品而言,EuropeanCommission已經(jīng)根據(jù)EN13823開發(fā)了標(biāo)準燃燒試驗"singleburningitem"試驗(SBI試驗),其不僅考慮了材料中火焰的傳播,而且還考慮了煙的釋放。此外,保險公司近來已經(jīng)引入了在某些情況下明顯超過法定要求的額外的燃燒試驗。防損標(biāo)準LPS1181就是一個實例。這類聚異氰脲酸酯硬質(zhì)泡沫的常見問題還有優(yōu)選在金屬覆蓋層的界面處形成表面缺陷。這些缺陷通常為在泡沫和金屬片間夾雜了氣體。尤其是在熱作用下,這些泡沫表面缺陷導(dǎo)致形成不平的金屬表面。這類表面缺陷例如可由包含在覆蓋層后側(cè)上的表面涂層中的添加劑,例如流動改進劑、脫氣劑或疏7JM匕劑造成。因為夾心元件主要用于建筑物的絕熱,它們不僅具有提供絕熱的目的,而且在顯著程度上形成這些建筑物的外部。因此金屬片中由于表面缺陷而造成的不平導(dǎo)致較低質(zhì)量的產(chǎn)品。泡沫表面的改進減小了這類表面缺陷發(fā)生的頻率并因此導(dǎo)致了這類金屬-聚異氰脲酸酯-金屬夾心元件的表面的視覺改進。此外,表面缺陷同樣可導(dǎo)致?lián)p害覆蓋層與泡沫的粘合。例如當(dāng)將這些元件用于建筑物外表面結(jié)構(gòu)時,這同樣有大問題。如果覆蓋層的粘合由于表面缺陷而受到很大損害時,在極端情況下可發(fā)生金屬片的完全脫離。此外,希望改進聚異氰脲酸酯硬質(zhì)泡沫相對于水發(fā)泡體系的固化,因為這樣聚異氰脲酸酯硬質(zhì)泡沫在較早時間內(nèi)具有足夠石更度并因此可更快速地從模具中取出。這將可使生產(chǎn)率增加,由此可更經(jīng)濟地操作裝置。同樣,該泡沫將可在連續(xù)法中以令人滿意的帶速生產(chǎn)。這里,生產(chǎn)率和裝置的經(jīng)濟性也可通過較快的固化時間和因此可能較高的帶速而改進,這使得甲酸可作為經(jīng)濟的連續(xù)生產(chǎn)夾心元件的發(fā)泡劑。因此,本發(fā)明的目的為相比于現(xiàn)有技術(shù)改進聚異氰脲酸酯硬質(zhì)泡沫的表面并同時降低表面缺陷的頻率。同樣,本發(fā)明的目的為提供借助甲^泡的聚異氰脲酸酯硬質(zhì)泡沫體系,其顯示了好的固化、彈性模量、壓縮強度和低的脆度且在這些特征方面均可與已知的聚異氰脲酸酯硬質(zhì)泡沫相當(dāng),從而可例如借助雙帶方法連續(xù)生產(chǎn)。本發(fā)明的另一目的為提供一種相比于現(xiàn)有技術(shù)改進了SBT測試結(jié)果,尤其是測量值Figra、THR、Smogra和TSP的聚異氰脲酸酯硬質(zhì)泡沫。為此,本發(fā)明進一步提供了一種不使用囟代發(fā)泡劑而滿足防火標(biāo)準LPS1181第一部分B級的硬質(zhì)泡沫體系。令人驚訝地發(fā)現(xiàn)將權(quán)利要求1所述的催化劑混合物用于生產(chǎn)聚異氰脲酸酯硬質(zhì)泡沫改進了所生產(chǎn)硬質(zhì)泡沫的泡沫表面,且聚異氰脲酸酯硬質(zhì)泡沫夾心元件中表面缺陷的發(fā)生頻率可以該方式降低。同時,固化和其它機械性能如壓縮強度和彈性模量可維持在聚氨酯硬質(zhì)泡沫水平,甚至有時還得以改進。同樣可生產(chǎn)滿足SBI測試要求,且與由現(xiàn)有技術(shù)已知的聚氨酯石更質(zhì)泡沫相比,在SBI測試的測量值Figra、THR、Smogra和TSP方面顯示了顯著改進的聚異氰脲酸酯硬質(zhì)泡沫。對本發(fā)明而言,聚異氰脲酸酯為不僅包含氛基甲酸乙酯基團而且包含其它基團的聚合型異氰酸酯加合物。這些其它基團例如通過使異氰酸酯基團與其本身如異氰脲酸酯基團反應(yīng),或通過使異氰酸酯基團與除羥基之外的基團反應(yīng)而形成,其中所述基團通常與M甲酸乙酯基團一起存在于聚合物中。對本發(fā)明而言,聚異氰脲酸酯的異氰酸酯指數(shù)為180或更高。對本發(fā)明而言,異氰酸酯指數(shù)為異氰酸酯基團與對異氰酸酯呈反應(yīng)性的基團的化學(xué)計量比乘以100。對本發(fā)明而言,對異氰酸酯呈反應(yīng)性的基7團為包含在反應(yīng)混合物中且對異氰酸酯呈反應(yīng)性的所有基團,其包括化學(xué)發(fā)泡劑,但不包括異氰酸酯基團本身。對本發(fā)明而言,聚異氰脲酸酯硬質(zhì)泡沫為發(fā)泡的聚異氰脲酸酯,優(yōu)選根據(jù)DIN7726的泡沫,即根據(jù)DIN53421/DINENISO604所述泡沫在10。/。的形變下具有大于或等于80kPa,優(yōu)選大于或等于150kPa,特別優(yōu)選大于或等于180kPa的壓縮應(yīng)力或壓縮強度。此外,聚異氰脲酸酯硬質(zhì)泡沫具有大于85%,優(yōu)選大于卯%的才艮據(jù)DINISO4590的閉孔比例。本發(fā)明聚異氰脲酸酯硬質(zhì)泡沫優(yōu)選通過如下方法生產(chǎn),其中a)使異氰酸酯與如下物質(zhì)反應(yīng)b)具有對異氰酸酯呈反應(yīng)性的基團的化合物,c)包含甲酸的發(fā)泡劑,d)催化劑體系,和合適的話,e)泡沫穩(wěn)定劑、阻燃劑和其它添加劑,其中使用根據(jù)權(quán)利要求1的本發(fā)明催化劑體系。關(guān)于所用組分a)至e),可提供如下細節(jié)。a)作為異氰酸酯,可使用所有已知的有機二異氰酸酯和多異氰酸酯。具體而言,使用常用的脂族、脂環(huán)族,尤其是芳族二異氰酸酯和/或多異氰酸酯。優(yōu)選4吏用甲苯二異氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI),尤其是粗MDI,即二苯基甲烷二異氰酸酯和多亞苯基多亞甲基多異氰酸酯的混合物,其已知為聚合MDI。所述異氰酸酯也可^皮改性,例如通過摻入縮脲二酮(uretdione)、氨基甲酸酯、異氰脲酸酯、碳化二亞胺、脲基甲酸酯,尤其是脲烷基團而進行改性。為生產(chǎn)聚異氰脲酸酯硬質(zhì)泡沫,特別優(yōu)選使用粗MDI。此外,可將預(yù)聚物用作異氰酸酯組分。這些預(yù)聚物由上述異氰酸酯和下文所述聚醚或聚酯或這兩者制備,且其NCO值為20-30,優(yōu)選25-30。異氰脲酸酯結(jié)構(gòu)可包含在這些預(yù)聚物中。b)具有對異氰酸酯呈反應(yīng)性的基團,即對異氰酸酯基團呈反應(yīng)性的氬原子的可行化合物尤其為在分子中帶有至少1.5個,例如1.5-5個,優(yōu)選2-3個選自O(shè)H基團、SH基團、NH基團、NH2基團和酸性CH基團如j5-二酮基,優(yōu)選OH基團的反應(yīng)性基團的化合物。這里,分子中反應(yīng)性基團數(shù)目應(yīng)認為是相當(dāng)于具有對異氰酸酯基團呈反應(yīng)性氫原子的分子數(shù)的平均值。為生產(chǎn)優(yōu)選通過本發(fā)明方法生產(chǎn)的聚異氰脲酸酯硬質(zhì)泡沫,尤其是使用具有1.5-8個OH基團的化合物。優(yōu)選使用聚醚醇、聚酯醇或這兩者。這些聚醚醇和/或聚酯醇特別優(yōu)選在分子中具有1.5-8個,尤其是2-4個OH基團。在生產(chǎn)聚異氰脲酸酯硬質(zhì)泡沫中所用的聚醚醇和/或聚酯醇的羥基數(shù)優(yōu)選為100-850mgKOH/g,特別優(yōu)選100-400mgKOH/g,尤其是150-300mgKOH/g。分子量優(yōu)選大于400g/mol。聚醚多元醇可通過已知方法,例如^f吏用堿金屬氫氧化物如氫氧化鈉或氫氧化鉀或堿金屬醇鹽如曱醇鈉、乙醇鈉或乙醇鉀或異丙醇鉀作為催化劑,并加入至少一種以鍵合形式包含2-8個,優(yōu)選2-4個反應(yīng)性氫原子的起始分子通過陰離子聚合,或使用路易斯酸如五氯化銻、氟化硼醚化物或漂白土作為催化劑通過陽離子聚合而由一種或多種在亞烷基中具有2-4個碳原子的氧化烯制備。合適的氧化烯例如為四氫呋喃、1,3-氧化丙烯,1,2-或2,3-氧化丁烯、氧化苯乙烯,優(yōu)選氧化乙烯和1,2-氧化丙烯,特別優(yōu)選氧化乙烯。氧化烯可單獨,或者依次或者作為混合物使用??尚械钠鹗挤肿永鐬橐叶?,二甘醇、甘油、三羥甲基丙烷、季戊四醇、蔗糖、山梨糖醇、甲胺、乙胺、異丙胺、丁胺、節(jié)胺、苯胺、甲苯胺、甲苯二胺、萘胺、乙二胺、二亞乙基三胺、4,4'-亞甲基二苯胺、1,3-丙二胺、1,6-己二胺、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺以及其它二元或多元醇或單官能或多官能胺。優(yōu)選使用乙二醇、二甘醇、甘油、三羥甲基丙烷和甲苯二胺。所用聚酯醇通常通過具有2-12個碳原子的多官能醇與具有2-12個碳原子的多官能羧酸或其酸酐的縮合而制備,其中所述多官能醇例如為乙二醇、二甘醇、丁二醇、三羥甲基丙烷、甘油或季戊四醇,其中所述多官能羧酸例如為琥珀酸、戊二酸、己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、癸烷二曱酸、馬來酸、富馬酸、鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸、聚對苯二甲酸乙二酯和萘二甲酸異構(gòu)體的再生物(recyclate),優(yōu)選鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對苯二曱酸、聚對苯二甲酸乙二酯和萘二曱酸異構(gòu)體的再生物。特別優(yōu)選由鄰苯二甲酸酐和/或?qū)Ρ蕉姿岷?或聚對苯二甲酸乙二酯的再生物制備的聚酯醇。作為制備聚酯的其它原料,還可伴隨使用疏水性物質(zhì)。疏水性物質(zhì)為包含非極性有機基團且具有至少一個選自羥基、羧酸、羧酸酯或其混合物的反應(yīng)性基團的水不溶性物質(zhì)。疏水性材料的當(dāng)量為130-1000g/mol。例如可使用脂肪酸如硬脂酸、油酸、棕櫚酸、月桂酸或亞油酸,以及脂和油如蓖麻油、玉米油、葵花油、大豆油、椰子油、,油或妥爾油。如果聚酯包含疏水性物質(zhì),則疏水性物質(zhì)的比例基于聚酯醇的全部單體含量優(yōu)選為1-30摩爾%,特別優(yōu)選4-15摩爾%。所用聚酯醇優(yōu)選具有1.5-5,特別優(yōu)選1.5-4的官能度。在優(yōu)選實施方案中,具有對異氰酸酯基團呈反應(yīng)性的氫原子的化合物包含至少一種聚酯。在特別優(yōu)選的實施方案中,具有對異氰酸酯基團呈反應(yīng)性的氫原子的化合物包含至少一種包含至少一種疏水性物質(zhì)的聚酯。還可使用增鏈劑和/或交聯(lián)劑。所用增鏈劑和/或交聯(lián)劑尤其為在每種情況下分子量小于400,優(yōu)選為60-300的雙官能或三官能胺和醇,尤其是二醇、三醇或這兩者。作為發(fā)泡劑組分c),使用包含甲酸的發(fā)泡劑。甲酸可作為單獨的發(fā)泡劑或作為與水和/或物理發(fā)泡劑的混合物使用。作為物理發(fā)泡劑,優(yōu)選使用烴、卣代烴如含氯氟烴(CFC)、含氫氯氟烴(HCFC)或含氟烴(HFC)和其它化合物,例如全氟代鏈烷烴如全氟己烷,以及醚、S旨、酮和縮醛或其混合物。優(yōu)選含氫氟烴如l,l,l,3,3-五氟丁烷(HFC365mfc)、1,1,1,3,3-五氟丙烷(HFC245fa)、1,1,1,2-四氟乙烷(HFC134a)或1,1,1,2,3,3,3-七氟丙烷(HFC227ea)及其混合物。此外,有利的是還可將諸如戊烷異構(gòu)體和衍生物的烴用作物理發(fā)泡劑。優(yōu)選使用甲酸與含氫氟烴(HFC)和/或烴的組合。在優(yōu)選實施方案中,發(fā)泡劑組分c)除了甲酸中的不超過1.5重量%水含量外不包含水。組分b)至e)的總水含量在每種情況下基于組分b)至e)優(yōu)選小于0.5重量%,特別優(yōu)選小于0.3重量%。在另一優(yōu)選實施方案中,甲酸與烴,尤其是與正戊烷或戊烷異構(gòu)體組合使用。發(fā)泡劑組分c)的用量基于組分b)至e)的總重量通常為1-30重量%,優(yōu)選2-20重量%,特別優(yōu)選2-10重量%。在發(fā)泡劑組分c)中甲酸的摩爾濃度優(yōu)選大于10摩爾%,優(yōu)選大于20摩爾%,特別優(yōu)選大于35摩爾%。還優(yōu)選發(fā)泡劑組分c)基于組分b)至e)的總重量包含小于5重量%,更優(yōu)選小于2重量%,特別優(yōu)選小于1重量%,尤其是0重量%的含氯氟烴和/或氯代烴。生產(chǎn)本發(fā)明聚異氰脲酸酯石更質(zhì)泡沫的催化劑體系d)包含如下物質(zhì)i)具有如下結(jié)構(gòu)的化合物ii)三聚催化劑,和合適的話,iii)另一催化劑組分,其中另一催化劑組分iii)為具有最多6個氮原子且不同于催化劑組分i)和ii)的胺化合物。關(guān)于本發(fā)明催化劑體系的組分i)、ii)和iii),可描述如下。在化合物i)中,R^CH3、CH2CH2N(CH3)2或CH2CH2OH且R2=H、CH2CH2OH或CH2CH2N(CH3)2。尤其是,該催化劑組分i)為二(二甲基氨基乙基)醚、N,N,N-三甲基M乙基乙醇胺、N,N-二曱基M乙基N-甲基-N-羥基乙基氨基乙基醚、N,N-二甲基氨基乙氧基乙醇或二甲基乙醇胺?;衔飅i)催化NCO基團相互間的三聚反應(yīng)??勺鳛閷嵗峒敖饘冫},尤其是羧酸的銨鹽、堿金屬或堿土金屬鹽。優(yōu)選使用下述酸的鹽具有1-20個碳原子的線性或支化,取代或未取代,飽和或不飽和的脂族羧酸或芳族羧酸,例如甲酸、乙酸、辛酸、酒石酸、檸檬酸、油酸、硬脂酸和蓖麻油酸,或具有6-20個碳原子的取代或未取代的芳族羧酸,例如苯甲酸和水楊酸。特別優(yōu)選甲酸鉀、乙酸鉀、辛酸鉀、甲酸銨、乙酸銨和辛酸銨,尤其是甲酸鉀。此外,化合物ii)可包含同樣催化NCO基團相互間的三聚反應(yīng)的含胺催化劑。這些例如包括l,3,5-三(3-二甲基氨基丙基)六氫-s-三嗪、三-3-二甲基氨基丙胺、五甲基二亞丙基三胺和2,4,6-三(二甲基氨基乙基)苯酚?;衔?iii)包含l、2、3、4、5或6個氮原子和小于5個氧原子。特別優(yōu)選使用N-甲基二乙醇胺、六曱基三亞乙基四胺、五甲基二亞乙基三胺、二(二甲基氨基乙基)醚、N,N,N-三曱基氨基乙基乙醇胺、N,N-二甲基氨基乙基N-甲基-N-羥基乙基M乙基醚、N,N-二甲基M乙氧基乙醇、N,N-二(3-二甲基氨基丙基)氨基-2-丙醇胺、四甲基六亞甲基二胺、三-3-二曱基M丙胺、二甲基乙醇胺、三乙胺、二甲基環(huán)己胺、五曱基二亞丙基三胺、N-甲基咪唑、1,3,5-三(3-二曱基氨基丙基)六氫-s-三嗪、2,4,6-三(二甲基氨基乙基)苯酚、N-二曱基氨基丙基脲或雙(N-二甲基氨基丙基)脲。尤其是使用二(二曱基氨基乙基)醚、N,N,N-三甲基氨基乙基乙醇胺、N,N-二甲基氨基乙氧基乙醇或二曱基乙醇胺。優(yōu)選使用其中二(二甲基氨基乙基)醚、N,N,N-三甲基氨基乙基乙醇胺或N,N-二甲基氛基乙氧基乙醇作為組分i)存在,甲酸鉀作為組分ii)存在的混合物。在另一具體實施方案中,混合物進一步包含由N,N,N-三甲基M乙基乙醇胺、N,N-二甲基氨基乙氧基乙醇或二曱基乙醇胺組成的組分iii)。在另一具體實施方案中,催化劑混合物由i)二(二甲基氨基乙基)醚、ii)曱酸鉀和iii)N,N,N-三甲基氨基乙基乙醇胺組成。在包含i)、ii)和合適的話iii)的整個催化劑混合物中催化劑ii)的摩爾分數(shù)為30-90摩爾%,優(yōu)選40-90摩爾%,特別優(yōu)選45-85摩爾%。這里,將甲酸鉀用作催化劑ii)。組分e)包含通常可額外用于生產(chǎn)聚異氰脲酸酯的化合物。這些化合物包括泡沫穩(wěn)定劑、阻燃劑和其它添加劑,例如其它催化劑和抗氧化劑。泡沫穩(wěn)定劑為在泡沫形成過程中促進形成規(guī)整泡孔結(jié)構(gòu)的物質(zhì)。可提及的實例為含聚硅氧烷的泡沫穩(wěn)定劑如硅氧烷-氧化烯共聚物和其它有機聚珪氧烷。還有脂肪醇、皿合成醇、脂肪胺、烷基苯酚、二烷基苯酚、烷基曱酚、烷基間苯二酚、萘酚、烷基萘酚、萘胺、苯胺、烷基苯胺、甲苯胺、雙酚A、烷基化雙酚A、聚乙烯醇的烷氧基化產(chǎn)物以及甲醛和烷基苯酚、甲醛和二烷基酚、甲醛和苯胺、曱醛和甲苯胺、甲醛和萘酚、甲醛和烷基萘酚以及甲醛和雙酚A的縮合產(chǎn)物的烷氧基化產(chǎn)物,以及兩種或更多種這些泡沫穩(wěn)定劑的混合物。泡沫穩(wěn)定劑的用量基于組分b)-e)的總重量優(yōu)選為0.5-4重量%,特別優(yōu)選1-3重量%。作為烷氧基化試劑,例如可使用氧化乙烯、氧化丙烯、聚THF和高級同系物。可使用的阻燃劑通常為由現(xiàn)有技術(shù)已知的阻燃劑。合適的阻燃劑例如為溴化醚(IxolB251)、溴化醇如二溴新戊醇、三溴新戊醇和PHT-4-二醇,以及氯化磷酸酯如磷酸三(2-氯乙基)酯、磷酸三(2-氯異丙基)酯(TCPP)、磷酸三(l,3-二氯異丙基)酯、磷酸三(2,3-二溴丙基)酉旨和四(2-氯乙基)亞乙基二磷酸酯,或其混合物。除了上述卣代磷酸酯之外,還可使用無機阻燃劑如紅磷、包含紅磷的制劑、可膨脹石墨、氧化鋁7jC合物、三氧化二銻、氧化砷、多磷酸銨和硫酸鈣或三聚氰酸f汙生物如三聚氰胺或至少兩種阻燃劑如多磷酸銨和三聚氰胺的混合物以及合適的話淀粉使根據(jù)本發(fā)明生產(chǎn)的聚異氰脲酸酯硬質(zhì)泡沫阻燃。作為其它不含卣素的液體阻燃劑,可使用乙垸膦酸二乙酯(DEEP)、磷酸三乙酯(TEP)、二甲基丙基膦酸酯(DMPP)、二苯基曱苯基磷酸酯(DPC)和其它。優(yōu)選使用磷酸三(2-氯異丙基)酯(TCPP)、乙烷膦酸二乙酯(DEEP)、二苯基甲苯基磷酸酯(DPC)或可膨脹石墨。在特別優(yōu)選的實施方案中,僅使用不含鹵素的阻燃劑。對本發(fā)明而言,阻燃劑的用量基于組分b)-e)的總重量優(yōu)選為0-60重量%,特別優(yōu)選5-50重量%,更優(yōu)選10-30重量%,尤其是5-40重量%。此外,可使用常規(guī)填料。為生產(chǎn)聚異氰脲酸酯硬質(zhì)泡沫,使多異氰酸酯a)和組分b)-e)以使得異氰酸酯指數(shù)為180-700,優(yōu)選250-500,尤其是300-400的量反應(yīng)。聚異氰脲酸酯硬質(zhì)泡沫可借助已知方法(例如雙帶)分批或連續(xù)生產(chǎn)。本文所述的發(fā)明涉及這兩種方法,但優(yōu)選連續(xù)雙帶方法。在該方法中,將上部覆蓋層和底部覆蓋層,例如金屬層、鋁箔或紙在輥上輾軋和合適的話切削(profiled)、加熱并電暈處理以改進將泡沫施加至覆蓋層上的能力。然后使包含組分a)-d)和合適的話e)的反應(yīng)混合物例如在高壓混合頭中混合,施加至底部覆蓋層并在已知為雙帶的上部和底部覆蓋層間固化。隨后將元件切割至所需長度。合適的話,在施加聚異氰脲酸酯硬質(zhì)泡沫體系之前,將底漆額外施加至底部覆蓋層。已經(jīng)發(fā)現(xiàn),特別有利的是4吏用兩組分方法。為此,具有至少兩個對異氰酸酯呈反應(yīng)性的基團的化合物、化學(xué)發(fā)泡劑、催化劑和合適的話泡沫穩(wěn)定劑、阻燃劑和其它添加劑形成多元醇組分,同時用于反應(yīng)的異氰酸酯形成異氰酸酯組分。物理發(fā)泡劑既可包含在多元醇組分中,也可包含在異氰酸酯組分中。在聚異氰脲酸酯硬質(zhì)泡沫的實際生產(chǎn)中,接著使多元醇組分和異氰酸酯組分相互反應(yīng)。在生產(chǎn)聚異氰脲酸酯硬質(zhì)泡沫過程中或在開始生產(chǎn)聚異氰脲酸酯石M泡沫之前可將發(fā)泡劑組分c),尤其是甲酸加入多元醇組分中。例如,可通過低壓技術(shù)將發(fā)泡劑組分c),尤其是曱酸在聚異氰脲酸酯硬質(zhì)泡沫的生產(chǎn)方法中分開計量加入多元醇組分中,或通過高壓技術(shù)在混合頭處直接加入。本發(fā)明催化劑體系的特別優(yōu)點為當(dāng)將本發(fā)明催化劑體系用于生產(chǎn)聚異氰脲酸酯硬質(zhì)泡沫時得到特別少的表面缺陷。表面缺陷的頻率通過光學(xué)方法測量。在該方法中,例如將平行于下部覆蓋層的平面距離底部覆蓋層數(shù)毫米放置在泡沫樣品中,并分離出其上的材料,其中底部覆蓋層即為已在雙帶方法中將聚氨酯反應(yīng)混合物施加至其上的覆蓋層。以5。的開度角照明以該方式獲得的泡沫表面,并將表面缺陷的投影面積除以橫截面的總面積。陰影覆蓋面積的比例基于總面積優(yōu)選小于15%,更優(yōu)選小于10%,尤其是小于5%。本發(fā)明的聚異氰脲酸酯硬質(zhì)泡沫具有好的壓縮強度和低脆度。根據(jù)DIN53421垂直于發(fā)泡方向測量的壓縮強度優(yōu)選大于0.08N/mm2,特別優(yōu)選大于0.12N/mm2,尤其是大于0.15N/mm2。此外,本發(fā)明聚異氰脲酸酯硬質(zhì)泡沫具有低的針高度(needleheight)。對在聚苯乙烯杯中由80g混合物生產(chǎn)的泡沫測定針高度。其顯示了泡沫在纖維時間(fibertime)和完全固化之間持續(xù)上升的高度。達到纖維時間之后泡沫進一步過度膨脹是不希望的,因為其對泡沫的機械性能如彈性模量和壓縮強度具有不利影響。本發(fā)明聚異氰脲酸酯硬質(zhì)泡沫的針高度優(yōu)選為小于40mm,特別優(yōu)選小于35mm,尤其是小于30mm。此外,本發(fā)明聚異氰脲酸酯硬質(zhì)泡沫為用于制冷設(shè)備、容器和建筑物中的良好絕熱材料。因此,本發(fā)明包括包含本發(fā)明聚異氰脲酸酯硬質(zhì)泡沫作為絕熱材料的制冷設(shè)備、容器和建筑物。本發(fā)明的其它優(yōu)點為借助本發(fā)明催化劑體系實現(xiàn)聚異氰脲酸酯硬質(zhì)泡沫的非常好的固化。固化可借助壓痕測試測定。在該測試中,在聚苯乙烯杯中混合組分之后的3、4、5、6、8和10分鐘,將具有半徑為10mm的半球端的鋼石l變試驗壓頭壓進借助拉伸/壓縮測試機器形成的泡沫中10mm深度。為此所需的最大力(N)為泡沫固化的量度。在3分鐘之后,優(yōu)選其大于60牛頓,特別優(yōu)選大于65牛頓,尤其是大于70牛頓,在10分鐘后優(yōu)選大于130牛頓,特別優(yōu)選大于140牛頓,尤其是大于150牛頓。在3、4、5、6、8和10分鐘后用于測試的力總計優(yōu)選大于500牛頓,特別優(yōu)選大于550牛頓,尤其是大于600牛頓。因此,本發(fā)明的聚異氰脲酸酯硬質(zhì)泡沫很適合于進行生產(chǎn)金屬-聚異氰脲酸酯硬質(zhì)泡沫-金屬夾心元件的雙帶方法。此外,聚異氰脲酸酯硬質(zhì)泡沫具有特別低的熱傳導(dǎo),這j吏其成為例如在建筑領(lǐng)域中優(yōu)異的絕熱材料。熱傳導(dǎo)根據(jù)DIN52612測量且在生產(chǎn)聚異氰脲酸酯硬質(zhì)泡沫之后直接測量,其小于30mW/mK,優(yōu)選小于28mW/mK,特別優(yōu)選小于26mW/mK。例如在SBI測試中測量,本發(fā)明硬質(zhì)泡沫還具有特別好的燃燒性能。當(dāng)在該測試中使用80mm厚的具有50pm厚度的鋁覆蓋層的絕熱板時,優(yōu)選得到如下測量值Figra<250W/s,特別優(yōu)選〈200W/s,THR<5.5MJ,特別優(yōu)選〈5.2MJ,Smogra<100m2/s2,特別優(yōu)選〈卯m2/s2,以及TSP〈110m2,特別優(yōu)選〈100m2。本發(fā)明通過如下實施例說明測量方法固化固化借助壓痕測試測定。為此,在聚苯乙烯杯中混合組分之后的3、4、5、6、8和10分鐘,將具有半徑為10mm的半球端的鋼石t變試驗壓頭壓進借助拉伸/壓縮測試機器形成的泡沫中10mm深度。為此所需的最大力(N)為泡沫固化的量度。作為聚異氰脲酸酯硬質(zhì)泡沫脆度的量度,在壓痕試驗中測定在硬質(zhì)泡沫表面具有可見的斷裂區(qū)的時間點。表面缺陷評價表面缺陷頻率的試驗樣品通過雙帶方法生產(chǎn)。表面缺陷通過上述方法測定。為此,如上所述預(yù)熱20cmx30cm泡沫樣品并照明,隨后拍照。隨后將泡沫照片二元化(binarized)并重疊。二元化照片的黑色區(qū)域的積分面積除以照片的總面積并因此為表面缺陷頻率的測量值。此外,對聚異氰脲酸酯硬質(zhì)泡沫表面性質(zhì)進行額外定性評價,其中從lmx2m泡沫樣品中除去覆蓋層并視覺評價表面的表面缺陷。壓縮強度根據(jù)DIN53421/DINENISO604垂直于通過雙帶方法生產(chǎn)的夾心元件上的覆蓋層在40g/l的整體泡沫密度下測量聚異氰脲酸酯硬質(zhì)泡沫的壓縮強度和彈性壓縮模量。針高度對在聚苯乙烯杯中使用80g混合物生產(chǎn)的直徑為10.4cm的泡沫測定針高度。其顯示了泡沫在纖維時間和實現(xiàn)完全固化之間持續(xù)上升的高度。纖維時間之后泡沫進一步過度膨脹是不希望的。阻燃性火焰高度才艮據(jù)ENISO11925-2測量。SBI測試根據(jù)EN13823進行。這里,使用具有鋁覆蓋層的夾心元件,其通過雙帶方法生產(chǎn)且泡沫厚度為80mm,每個鋁覆蓋層厚度為50pm。在SBI測試中,測量在借助標(biāo)準化燃燒器施加火焰時的熱辨S文[W/s。所測參數(shù)為火焰增長速率(Figra)、總的放熱(THR)、煙增長速率(Smogra)和總的煙產(chǎn)量(TSP)。Figra為最大能量釋放和達到該最大值的時間的商。THR為開始施加火焰之后最初10分鐘內(nèi)的總的能量釋放。Smogra為煙釋放的最大值與達到該最大值的時間的商。TSP為開始施加火焰之后最初10分鐘內(nèi)的總的煙釋,;故。將theTestLossPreventionStandardLPS1181第1部分B級的表現(xiàn)規(guī)定在由theLossPreventionCertificationBoard(LPCB)在2005年9月16曰出版的對應(yīng)標(biāo)準中。在該試驗中,車庫由夾心元件建成并受到苛刻的火焰情況?;鹧?zhèn)鱚"為判斷測試表現(xiàn)的決定性準則。生產(chǎn)聚異氰脲酸酯;更質(zhì)泡沫將異氰酸酯和對異氰酸酯呈反應(yīng)性的組分與發(fā)泡劑、催化劑和所有其它添加劑在350的指數(shù)下一M泡。在每種情況下設(shè)定45秒的恒定纖維時間和45g/l的整體泡沫密度。在通過雙帶方法生產(chǎn)的夾心元件的情況下,泡沫密度為40g/l。本發(fā)明實施例實施例1:多元醇組分58重量份由鄰苯二甲酸酐、二甘醇和油酸的酯化產(chǎn)物組成的聚酯醇,其羥基官能度為1.8,羥基數(shù)為200mgKOH/g10重量份由乙二醇和氧化乙烯的醚組成的聚醚醇,其羥基官能度為2,羥基數(shù)為200mgKOH/g30重量份阻燃劑磷酸三氯代異丙基酯(TCPP)2重量傷^急定劑;TegostabB8443(包含聚硅氧烷的穩(wěn)定劑)6重量份正戊烷2.1重量份甲酸(99%)1.5重量份甲酸鉀(在乙二醇中,36重量%)l.4重量份N,N,N-三甲基^J^乙基乙醇胺(DabcoT)異氰酸酯組分190重量份LupranatM50(聚合MDI)如上所述,將組分A和B相互發(fā)泡。壓痕試驗的結(jié)果、脆度、壓縮強17度、彈性壓縮模量、針高度、SBI測試和表面性質(zhì)的定性評價報道在表1中。實施例2:重復(fù)實施例1的程序,使用1.4重量份二(2-二甲基氨基乙基)醚(NiaxAl;70%,在二丙二醇中)代替1.4重量份N,N,N-三甲基氨基乙基乙醇胺(DabcoT)。壓痕試驗的結(jié)果、脆度和針高度報道在表2中。實施例3:重復(fù)實施例1的程序,使用0.6重量份N,N,N-三甲基氨基乙基乙醇胺(DabcoT)和0.6重量份二(2-二甲基氨基乙基)醚(NiaxAl;70%,在二丙二醇中)代替1.4重量份N,N,N-三甲基氨基乙基乙醇胺(DabcoT)。壓痕試驗的結(jié)果、脆度和針高度報道在表2中。實施例4:重復(fù)實施例1的程序,使用0.6重量份N,N,N-三甲基氨基乙基乙醇胺(DabcoT)和0.6重量份二甲基乙醇胺(LupragenNIOI)代替1.4重量份N,N,N-三曱基氨基乙基乙醇胺(DabcoT)。壓痕試驗的結(jié)果、脆度和針高度報道在表2中。實施例5:重復(fù)實施例1的程序,區(qū)別在于用58重量份基于對苯二曱酸、二甘醇、三羥曱基丙烷和油酸的官能度為2.2,OH數(shù)為230的聚酯醇代替58重量份基于鄰苯二甲酸酐的聚酯醇。壓痕試驗的結(jié)果、脆度、壓縮強度、彈性壓縮模量、針高度、SBI測試和表面性質(zhì)的定性評價報道在表1中。該反應(yīng)混合物也用于生產(chǎn)具有整合連接的夾心元件。這些夾心元件的厚度為120nm,且每一側(cè)面對厚度為0.6mm的鋼片。泡沫密度為45g/L。使這類壁元件經(jīng)受防損標(biāo)準LPS1181第1部分B級測試;結(jié)果凈艮道在表1中。對比例1:多元醇組分58重量份由鄰苯二甲酸酐、二甘醇和油酸的酯化產(chǎn)物組成的聚酯醇,其羥基官能度為1.8,羥基數(shù)為200mgKOH/g10重量份由乙二醇和氧化乙烯的醚組成的聚醚醇,其羥基官能度為2,羥基數(shù)為200mgKOH/g30重量份阻燃劑磷酸三氯代異丙基酯(TCPP)2重量份穩(wěn)定劑;TegostabB8443(包含聚硅氧烷的穩(wěn)定劑)13重量份正戊烷0.8重量份7K/二丙二醇混合物(60:40)1.5重量份甲酸鉀(在乙二醇中,36重量%)1.4重量份二(2-二甲基氨基乙基)醚(NiaxAl;70重量%,在二丙二醇中)異氰酸酯組分190重量份LupranatM50如上所述,使組分A和B相互發(fā)泡。壓痕試驗的結(jié)果、脆度、壓縮強度、彈性壓縮模量、針高度、SBI測試和表面性質(zhì)的定性評價報道在表1中。該反應(yīng)混合物也用于生產(chǎn)具有整合連接的夾心元件。這些夾心元件的厚度為120nm,且每一側(cè)面對厚度為0.6mm的鋼片。泡沫密度為45g/L。使這類壁元件經(jīng)受防損標(biāo)準LPS1181第1部分B級測試;結(jié)果報道在表1中。對比例2:重復(fù)對比例1的程序,使用6重量份正戊烷和2.1重量份99重量%濃度的甲酸作為發(fā)泡劑,代替13重量份正戊烷。此外,使用1.6重量份二甲基環(huán)己胺代替1.4重量份二(2-二甲基氨基乙基)醚(MaxAl;70重量%,在二丙二醇中)。壓痕試驗的結(jié)果、脆度和針高度報道在表2中。對比例3:重復(fù)對比例1的程序,使用6重量份正戊烷和2.1重量份99重量%濃度的甲酸作為發(fā)泡劑,代替13重量份正戊烷。此外,使用1.6重量份三乙胺代替1.4重量份二(2-二甲基氨基乙基)醚(NiaxAl;70重量%,在二丙二醇中)。壓痕試驗的結(jié)果、脆度和針高度報道在表2中。<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>表1顯示使用本發(fā)明催化劑體系生產(chǎn)聚異氰脲酸酯石^t泡沫使固化加速,脆度減小,彈性增加,改進了根據(jù)EN13823的燃燒性能并使在恒定壓縮強度下表面缺陷的頻率降低。表2:<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>表2顯示通過本發(fā)明方法生產(chǎn)的聚異氰脲酸酯硬質(zhì)泡沫顯示了改進的固化性能、較低的脆度和減小的針高度。權(quán)利要求1.一種催化劑體系,其包含i)至少一種具有如下結(jié)構(gòu)的化合物其中R1為CH3、CH2-CH2-N(CH3)2或CH2-CH2OH,和R2為H、CH2-CH2OH或CH2-CH2N(CH3)2,以及ii)至少一種三聚催化劑。2.根據(jù)權(quán)利要求l的催化劑體系,其中所述三聚催化劑ii)為羧酸的堿金屬鹽或堿土金屬鹽、1,3,5-三(3-二甲基氨基丙基)六氫-s-三嗪、三-3-二甲基氨基丙胺、五甲基二亞丙基三胺和/或2,4,6-三(二甲基氨基乙基)苯酚。3.根據(jù)權(quán)利要求2的催化劑體系,其中所述三聚催化劑ii)選自甲酸鉀、乙酸鉀、辛酸鉀、曱酸銨、乙酸銨、辛酸銨及其混合物。4.根據(jù)權(quán)利要求3的催化劑體系,其中所述三聚催化劑ii)為甲酸鉀。5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項的催化劑體系,其中所述催化劑體系包含另一催化劑組分iii),其為具有最多6個氮原子且不同于催化劑組分i)和ii)的胺化合物。6.—種生產(chǎn)聚異氰脲酸酯石更質(zhì)泡沫的方法,其中a)使異氰酸酯與如下物質(zhì)反應(yīng)b)具有對異氰酸酯呈反應(yīng)性的基團的化合物,c)包含甲酸的發(fā)泡劑,d)催化劑體系,和e)可行的泡沫穩(wěn)定劑、阻燃劑和其它添加劑,其中所述催化劑體系為根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項的催化劑體系。7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法,其中連續(xù)生產(chǎn)所述聚異氰脲酸酯硬質(zhì)泡沫。8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法,其中所述聚異氰脲酸酯硬質(zhì)泡沫通過雙帶方法生產(chǎn)。9.根據(jù)權(quán)利要求6-8中任一項的方法,其中所述發(fā)泡劑組分c)包含超過20摩爾。/。,優(yōu)選超過35摩爾%的甲酸。10.根據(jù)權(quán)利要求6-9中任一項的方法,其中所M泡劑組分c)包含甲酸和物理發(fā)泡劑。11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法,其中所述物理發(fā)泡劑僅由含氫氟烴組成。12.根據(jù)權(quán)利要求10的方法,其中所述物理發(fā)泡劑僅由烴,優(yōu)選戊烷的f汴生物組成。13.根據(jù)權(quán)利要求6-12中任一項的方法,其中組分b)-e)包含小于0.5重量%,優(yōu)選小于0.3重量%的水。14.根據(jù)權(quán)利要求6-13中任一項的方法,其中對異氰酸酯呈反應(yīng)性的化合物包含至少一種其單體組分包含1-20摩爾%疏水性物質(zhì)的聚酯多元醇。15.根據(jù)權(quán)利要求6-14中任一項的方法,其中為生產(chǎn)所述聚異氰脲酸酯硬質(zhì)泡沫,使多異氰酸酯組分a)和組分b)-e)以使得異氰酸酯指數(shù)為180-700的量>^應(yīng)。16.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項的催化劑體系在生產(chǎn)借助甲酸發(fā)泡的聚異氰脲酸酯石更質(zhì)泡沫中的用途。17.—種可通過根據(jù)權(quán)利要求6-15中任一項的方法獲得的聚異氰脲酸酯》更質(zhì)泡沫。全文摘要本發(fā)明涉及一種特別是用于甲酸發(fā)泡的聚異氰脲酸酯硬質(zhì)泡沫的催化劑體系以及生產(chǎn)該聚異氰脲酸酯硬質(zhì)泡沫的方法和可由這種方法得到的聚異氰脲酸酯硬質(zhì)泡沫。文檔編號B01J31/22GK101257974SQ200680032219公開日2008年9月3日申請日期2006年8月21日優(yōu)先權(quán)日2005年9月1日發(fā)明者G·佩登,G·托馬西,P·萊曼,P·馬洛特基,R·漢斯??松暾埲?巴斯夫歐洲公司
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